エリコン:3Dプリント技術が熱交換器の効率向上に貢献

エリコン:3Dプリント技術が熱交換器の効率向上に貢献
出典: エリコンメテコサーフェステクノロジーズ

熱交換器または熱交換装置は、指定されたプロセス要件を満たすために、高温の流体から低温の流体に熱を伝達するために使用される装置です。これは、対流熱伝達と熱伝導の産業用途です。熱交換器は、機器の運転効率を向上させ、機器の耐用年数を延ばすだけでなく、エネルギー利用率を向上させ、機器の安全性を確保できるため、航空宇宙、自動車、電子機器、産業機器の分野で広く使用されています。

熱交換フォーム
1. パッシブ(通常は放熱):
放熱構造により、空気を熱交換の媒体として利用します。

2. アクティブ(加熱/冷却)の例:
熱交換装置は外部にあり、流れる空気を熱交換の媒体として積極的に利用します。
冷却プレート/加熱プレート装置は外部に取り付けられ、媒体を介して装置の動作環境の雰囲気を加熱または冷却します。
熱管理が必要な部品に媒体チャネルを取り付け、媒体を介して部品本体を加熱または冷却します。

従来の熱交換器の製造上の問題点<br /> 従来の熱交換器は、フィンとカバープレートで構成される正方形の構造です。サイズと重量が大きく、製造工程が複雑で、熱交換率を向上させる必要がある。

従来の製造方法には限界があり、単純なメディア チャネルの形態/パスしか実現できません。より複雑なチャネルでは、媒体の流れ抵抗と流れのデッドゾーンが増加する傾向があり、その結果、熱交換効率が大幅に低下します。

熱交換器の従来の製造方法におけるこれらの障害は、3D プリンティング/付加製造技術を使用することで効果的に解決できます。

3Dプリンティング/積層造形技術のメリット<br /> 肝心の熱交換構造はフィン形状に限定されなくなり、作業領域の形状も単純な四角形から機器・部品に合わせたラッピング構造に変更でき、部品を多数の溶接工程なしで一体成形でき、全体の構造が軽量化されます。

媒体チャネルはコンポーネントと一体的に形成することができ、複雑な経路、大きな接触面積、高い熱交換率などの利点があります。

典型的な応用例
I 繊維機械用加熱プレート

エリコンの付加製造ソリューション:

材質: AlSi10Mg
この材料は、優れた熱伝導性、優れた機械的特性、および軽量特性を備えています。
デザイン: DFAM (付加的設計)
この設計は、成形が容易なだけでなく、優れた熱伝導性も備えた積層造形技術のニーズと特性を兼ね備えています。
プロセス: LPBF (レーザー粉末床溶融結合)
高い寸法精度、優れた機械的特性、安定したプロセス。
加熱プレート断面図 加熱プレート流路構造効果:
優れた製品性能:流路断面積が小さく、表面積が大きく、従来のプロセスでは形成できない、またはコストがかかりすぎる設計を実現、単一部品の短い生産サイクル、シンプルなプロセスチェーン、加熱プレート、3Dプリント
I レーシングカー用バッテリー冷却プレート

エリコンの付加製造ソリューション:

熱交換と流れを最適化するために CFD シミュレーションを実行しました。構造のトポロジー最適化。二重らせん内部構造は従来の機械加工では加工できず、積層造形法でのみ形成できます。

効果:
熱伝達効率はパイプ構造の3.75倍で、冷却性能に優れています。圧力損失はパイプ構造の1/12です。
従来のソリューションと比較して、部品数とコンポーネント全体の重量を削減しながらパフォーマンスを向上



エリコン、取引所

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